Nhiều loài thực vật và cây trồng dựa vào côn trùng để thụ phấn để chúng có thể sinh sản. Một nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng một số loài thực vật có hoa thuộc nhóm Euonymus được thụ phấn nhờ loài nấm muỗi mắc/kim, một loài côn trùng lưỡng bội. Cụ thể, chúng thụ phấn cho cây Euonymus có hoa cánh đỏ, nhị ngắn và có mùi thơm giống sữa chua. Mặc dù loài gặm nhấm nấm muỗi mắc/kim được biết là có khả năng thụ phấn cho hàng trăm loài thực vật, nhưng nghiên cứu này cho thấy những đặc điểm đặc biệt của hoa Euonymus màu đỏ có thể có được thông qua hội chứng thụ phấn, tiến hóa qua quá trình chọn lọc tự nhiên để được thụ phấn đặc biệt bởi loài gặm nhấm nấm. Nghiên cứu này nhấn mạnh vai trò quan trọng của Diptera, loài thường được coi là loài gây hại, đối với sự đa dạng và tiến hóa của thực vật.

Một dãy hoa đẹp. Euonymus được tìm thấy ở Bắc Mỹ và Đông Nam Á, cả trong vườn và trong tự nhiên. Chi thực vật có hoa này bao gồm các loại cây bụi nhỏ, cây gỗ và dây leo, mặc dù nhiều loại có độc tính nhưng một số đã được sử dụng trong y học cổ truyền và gỗ đã được dùng làm công cụ. © 2023 K. Mochizuki.

Mùa hè đang đến gần và trong khi tiếng vo ve của một vài con ong mật trong vườn có thể được chào đón, thì tiếng rên rỉ hàng đêm của một con muỗi đơn độc có lẽ lại không được chào đón. Nhưng bạn có biết rằng muỗi là một phần của nhóm côn trùng thụ phấn quan trọng? Nhóm này, được gọi là Diptera, bao gồm các loài côn trùng phổ biến khác như ruồi, muỗi và muỗi mắc/kim. Mặc dù thường được coi là loài gây hại, nhưng thực tế nhiều loài thực vật được chúng thụ phấn đặc biệt. Điều này có nghĩa là một số đặc điểm nhất định của hoa, chẳng hạn như màu sắc, mùi, hình dạng và độ dài nhị hoa, đã thích nghi để thu hút những loài côn trùng này. Những sự thích nghi này được gọi là hội chứng thụ phấn. Nếu không có những loài côn trùng này, chúng ta có thể không có nhiều loại hoa, trái cây, thảo mộc và rau quả như ngày nay.

Kết quả của một nghiên cứu quốc tế mới đã chỉ ra rằng các loài thực vật có hoa màu đỏ của Euonymus - một chi gồm khoảng 130 loài được tìm thấy trên toàn thế giới - đã tiến hóa để được thụ phấn bởi một loài ruồi nhỏ gọi là nấm muỗi kim/mắc (gnat). “Mặc dù chúng là loài thụ phấn quan trọng nhưng mối quan hệ chính xác của Diptera với sự thụ phấn phần lớn vẫn chưa được biết rõ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chỉ ra rằng những đặc điểm độc đáo ở hoa Euonymus rất có thể là do loài gặm nhấm nấm điều khiển, từ đó chỉ ra rằng loài gặm nhấm nấm làm trung gian cho quá trình tiến hóa của những loài hoa mới và độc đáo”, phó giáo sư Ko Mochizuki, tác giả chính tại Vườn Bách thảo, Đại học Tokyo cho biết. “Hoa của cây thụ phấn nhờ ruồi nấm rất khác biệt khi so sánh với các hệ thống thụ phấn khác. Vì vậy, loài nấm mắc muỗi/kim rất quan trọng vì chúng góp phần đa dạng hóa hoa”.

Biểu đồ màu. Biểu đồ này ước tính cách nấm muỗi mắc/kim cảm nhận màu sắc của hoa, dựa trên mô hình nhận biết màu sắc của ruồi nhà có sẵn. Hoa trong cùng một góc phần tư được coi là có cùng màu, trong khi những bông hoa ở các góc phần tư khác được coi là có màu khác nhau. © 2023 K. Mochizuki.

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm 5 loài Euonymus có hoa màu đỏ hoặc đỏ sẫm và 6 loài có hoa màu trắng nhạt, trắng xanh và vàng lục. Nhóm đã khảo sát những loài côn trùng nào đến thăm hoa của từng loại cây trong môi trường sống tự nhiên của chúng ở Nhật Bản, Đài Loan và Hoa Kỳ trong khoảng thời gian 7 năm từ 2015 đến 2022, đồng thời phân tích phấn hoa trên côn trùng bị bắt trong phòng thí nghiệm. Họ quan sát thấy nấm muỗi mác/kim chủ yếu đến thăm những bông hoa màu đỏ và chỉ một số ít bay đến những bông hoa màu trắng, những loài được ong, ruồi và bọ cánh cứng ghé thăm tích cực hơn.

Mặc dù loài gặm nhấm thích hoa màu đỏ nhưng ruồi có khả năng nhìn màu hạn chế và không thể nhìn thấy màu đỏ. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra xem những bông hoa có thể xuất hiện như thế nào đối với chúng bằng cách đo độ phản xạ ánh sáng của cánh hoa và phân tích dữ liệu bằng mô hình thị giác hiện có đối với ruồi nhà. Mặc dù chúng ta không thể biết chính xác màu sắc trông như thế nào trong mắt chúng nhưng nhóm nghiên cứu có thể xác nhận rằng những cánh hoa sẫm màu hơn sẽ trông khác với những cánh hoa nhạt màu hơn. Các nhà nghiên cứu cũng xác định chính xác mùi hương của hoa bằng phương pháp sắc ký khí kết hợp với phép đo phổ khối. Trong khi những bông hoa màu trắng có mùi cỏ, hạt tiêu hơn (từ các hóa chất pinene và caryophyllene) thì những bông hoa màu đỏ có mùi giống sữa chua hơn (từ acetoin). Hai đặc điểm này, hoa màu đỏ có mùi sữa chua, dường như là hội chứng thụ phấn đã tiến hóa để thu hút loài nấm muỗi mác/kim hoặc ngăn chặn các loài côn trùng khác.

 “Trước nghiên cứu này, tôi không chắc chắn loài cây euonymus có hoa màu đỏ ở bên ngoài Nhật Bản được thụ phấn nhờ loài nấm muỗi mắc/kim, vì cho đến lúc đó tôi chỉ quan sát thấy hành vi này ở Nhật Bản. Khi tôi quan sát thấy loài nấm muỗi mắc/kim xâm nhập dữ dội vào bụi cây Euonymus laxiflorus ở Đài Loan, tôi đã thốt lên rằng 'hội chứng thụ phấn tồn tại!' Vai trò chính xác của sự nở hoa màu đỏ sẫm và sự phát thải acetoin vẫn chưa rõ ràng, vì vậy bước tiếp theo tôi cần phải làm rõ”, Mochizuki nói: liệu họ có thu hút ruồi muỗi hay từ chối những du khách khác hay không. “Tôi tin rằng nghiên cứu của chúng tôi góp phần tìm hiểu sự tương tác phức tạp giữa thực vật và côn trùng trong tự nhiên. Đặc biệt, nó cho thấy tầm quan trọng của Diptera như một động lực thúc đẩy quá trình tiến hóa của hoa, điều mà tôi hy vọng có thể thay đổi quan niệm của công chúng để coi Diptera không phải là loài gây hại mà là những vị khách hữu ích”.

Theo iasvn.org